化学稳定的金属有机框架的计算选和功能调整,用于在潮湿环境中捕获I2/CH3I
Haoyi Tan1, Guangcun Shan1,2
1School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering, Beihang University, Beijing 100083, China.
iScience
|February 21, 2024
概括
化学稳定的金属有机框架 (MOFs) 在潮湿的核环境中对捕获放射性 (I2/CH3I) 显示出希望. 功能化MIL-53-Al通过改变亲和力和毛孔体积来增强吸附.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 核化学 核化学 核化学
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 对于用于核应用中的吸附剂的金属有机框架 (MOF) 化学稳定性至关重要.
- 核工业环境中的高湿度对吸附剂性能构成挑战.
研究的目的:
- 为了评估21种化学稳定的MOF在潮湿环境中的 (I2/CH3I) 捕获性能.
- 确定影响物种MOF吸附的关键因素.
- 通过对有前途的MOF候选物的功能化来提高吸附性能.
主要方法:
- 大法典蒙特卡罗 (GCMC) 模拟用于评估吸附.
- 密度函数理论 (DFT) 方法用于详细分析.
- 对21个经过实验确认的MOF进行系统选.
- 具有极性群的MIL-53-Al的功能.
主要成果:
- 有利的结构因素和水友性显著影响的捕获.
- MIL-53-Al 显示出灵活的可调性,可以改善吸附.
- 功能化改变了吸附亲和力和毛孔体积,增强了的吸收.
- 确定了影响I2/CH3I吸附和分离在潮湿条件下的关键因素.
结论:
- 这项研究确定了用于捕获放射性的高性能,化学稳定的MOF吸收剂.
- 吸附亲和度和孔积是MOF在潮湿环境中的性能的关键参数.
- 功能化策略可以优化MOFs用于放射性核素绑定.


